Tension Superficial
Páginas: 6 (1419 palabras)
Publicado: 5 de diciembre de 2012
QUIMICA DE SUPERFICES
Tensión Superficial
MARCO TEORICO
Los líquidos tienden a contraerse y ocupar superficies mínimas, como resultado, la superficie actúa como si estuviera en estado de tensión, a esto se le llama tensión superficial ((), la cual se define como la fuerza en dinas que actúa sobre una línea de 1 cm de longitud sobre la superficie. La tendencia de un liquido a contraersese debe a que las moléculas de “dentro” del liquido atraen a las moléculas de la superficie (por medio de fuerzas de Van der Waals o de otro tipo). El trabajo necesario para aumentar el área superficial 1 cm2 se llama energía libre de superficie.
La tensión superficial depende de la naturaleza del liquido y del gas que lo rodea (aire en general, saturado con liquido).
Cuando un liquidodescansa sobre una superficie sólida, el ángulo entre el liquido y el sólido se llama ángulo de contacto y este puede ser mayo o menor de 90º.
Las fuerzas de atracción entre fases distintas disminuyen cuando el ángulo de contacto (() es menor de 90º se dice que el liquido moja al sólido.
La condición para usar este método es que el ángulo de contacto entre el liquido y el vidrio sea muypequeño. En estas condiciones el liquido subirá en el capilar, debido a la tensión superficial, hasta que la fuerza ((1) que lo hace subir sea igual a la fuerza ((2) debido a la gravedad.
(1 = (2
2 ( r ( cos ( = ( r2 h d g
Donde 2 ( r es la circunferencia del capilar, 2 ( r2 h el volumen del liquido d su densidad, g su aceleración de la gravedad. Como ( es casi cero. Cos ( = 1
2 ( r ( = (r2 h d g
( = ½ r h d g
La ecuación de Eotvos relaciona la temperatura con la tensión superficial de líquidos.
( (Mv)2/3 = k (tc – t – 6)
Aquí ( es la tensión superficial a la temperatura t, M el peso molecular, v el volumen especifico, tc la temperatura critica del liquido, k es una constante igual a 2,1 para todos los líquidos no asociados.
Esta ecuación se derivaconsiderando que el área molar superficial (esférica) es proporcional a (Mv)2/3 donde Mv representa el volumen molar. La energía molar de superficie del liquido seria ((Mv)2/3, el producto de la superficie molar y la energía superficial.
Por analogía por los gases, donde PV (la energía de volumen molar) es igual a RT y su derivada con respecto a la temperatura es igual a R, una constante.
- d((Mv)2/3/dt = k
El signo negativo indica que la tensión superficial disminuye con la temperatura.
Integrando entre tc y t:
- ((v(Mvc)2/3 - ((Mv)2/3) / tc – t = k
Como a la temperatura critica el menisco entre el liquido y vapor desaparece
(c = 0; por lo tanto:
((Mv)2/3 = k (tc – t)
Ramsay y Shield modificaron esta ecuación introduciendo un factor empírico, para valores ( atemperaturas lejanas a tc.
((Mv)2/3 = k (tc – t – 6)
Si el liquido esta asociado, el área molar superficial es proporcional a (xMv)2/3,
donde x es el factor de asociación, el cual se determina del valor k´observado:
((Mv)2/3 = k´ (tc – t – 6)
y del valor real k :
((xMv)2/3 = k (tc – t – 6)
por lo que x, X = (k´/k)2/3
conociendo (, puede calcularse también la paracora [P] de lasustancia:
[P] = M(1/4/dl – dv = Mv(1/4
donde dl – dv son las densidades del liquido y del vapor. Si dv = 0
M/dl = Mv, el volumen molar.
MATERIALES Y REACTIVOS
• Agitador de alambre
• 1 anillo
• 1 regla
• 1 mechero
• Pinzas para bureta
• Soporte universal
• Tela de alambre con asbesto
• Termómetro
• Tubos capilares
• Tubo con salida lateral
• Vasode precipitados 2 litros
• Agua destilada
• Liquido problema (1 –propanol)
PROCEDIMIENTO
Limpiar cuidadosamente los tubos capilares y eliminar cualquier vestigio de grasa con mezcla cromica.
Montamos el aparato como indica la figura. Colocamos agua destilada en el tubo de ensayo, ajuste el aparato y la temperatura del baño. Sople con cuidado en el tubo lateral y obligue al...
Tensión Superficial
MARCO TEORICO
Los líquidos tienden a contraerse y ocupar superficies mínimas, como resultado, la superficie actúa como si estuviera en estado de tensión, a esto se le llama tensión superficial ((), la cual se define como la fuerza en dinas que actúa sobre una línea de 1 cm de longitud sobre la superficie. La tendencia de un liquido a contraersese debe a que las moléculas de “dentro” del liquido atraen a las moléculas de la superficie (por medio de fuerzas de Van der Waals o de otro tipo). El trabajo necesario para aumentar el área superficial 1 cm2 se llama energía libre de superficie.
La tensión superficial depende de la naturaleza del liquido y del gas que lo rodea (aire en general, saturado con liquido).
Cuando un liquidodescansa sobre una superficie sólida, el ángulo entre el liquido y el sólido se llama ángulo de contacto y este puede ser mayo o menor de 90º.
Las fuerzas de atracción entre fases distintas disminuyen cuando el ángulo de contacto (() es menor de 90º se dice que el liquido moja al sólido.
La condición para usar este método es que el ángulo de contacto entre el liquido y el vidrio sea muypequeño. En estas condiciones el liquido subirá en el capilar, debido a la tensión superficial, hasta que la fuerza ((1) que lo hace subir sea igual a la fuerza ((2) debido a la gravedad.
(1 = (2
2 ( r ( cos ( = ( r2 h d g
Donde 2 ( r es la circunferencia del capilar, 2 ( r2 h el volumen del liquido d su densidad, g su aceleración de la gravedad. Como ( es casi cero. Cos ( = 1
2 ( r ( = (r2 h d g
( = ½ r h d g
La ecuación de Eotvos relaciona la temperatura con la tensión superficial de líquidos.
( (Mv)2/3 = k (tc – t – 6)
Aquí ( es la tensión superficial a la temperatura t, M el peso molecular, v el volumen especifico, tc la temperatura critica del liquido, k es una constante igual a 2,1 para todos los líquidos no asociados.
Esta ecuación se derivaconsiderando que el área molar superficial (esférica) es proporcional a (Mv)2/3 donde Mv representa el volumen molar. La energía molar de superficie del liquido seria ((Mv)2/3, el producto de la superficie molar y la energía superficial.
Por analogía por los gases, donde PV (la energía de volumen molar) es igual a RT y su derivada con respecto a la temperatura es igual a R, una constante.
- d((Mv)2/3/dt = k
El signo negativo indica que la tensión superficial disminuye con la temperatura.
Integrando entre tc y t:
- ((v(Mvc)2/3 - ((Mv)2/3) / tc – t = k
Como a la temperatura critica el menisco entre el liquido y vapor desaparece
(c = 0; por lo tanto:
((Mv)2/3 = k (tc – t)
Ramsay y Shield modificaron esta ecuación introduciendo un factor empírico, para valores ( atemperaturas lejanas a tc.
((Mv)2/3 = k (tc – t – 6)
Si el liquido esta asociado, el área molar superficial es proporcional a (xMv)2/3,
donde x es el factor de asociación, el cual se determina del valor k´observado:
((Mv)2/3 = k´ (tc – t – 6)
y del valor real k :
((xMv)2/3 = k (tc – t – 6)
por lo que x, X = (k´/k)2/3
conociendo (, puede calcularse también la paracora [P] de lasustancia:
[P] = M(1/4/dl – dv = Mv(1/4
donde dl – dv son las densidades del liquido y del vapor. Si dv = 0
M/dl = Mv, el volumen molar.
MATERIALES Y REACTIVOS
• Agitador de alambre
• 1 anillo
• 1 regla
• 1 mechero
• Pinzas para bureta
• Soporte universal
• Tela de alambre con asbesto
• Termómetro
• Tubos capilares
• Tubo con salida lateral
• Vasode precipitados 2 litros
• Agua destilada
• Liquido problema (1 –propanol)
PROCEDIMIENTO
Limpiar cuidadosamente los tubos capilares y eliminar cualquier vestigio de grasa con mezcla cromica.
Montamos el aparato como indica la figura. Colocamos agua destilada en el tubo de ensayo, ajuste el aparato y la temperatura del baño. Sople con cuidado en el tubo lateral y obligue al...
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